气体大流量标准装置的扩展不确定度评定

    1　引　言

    气体大流量标准装置是由中国测试技术研究院和国家原油大流量计量站成都天然气分站,在该分站原有装置基础上,为进一步提高其测量准确度,近年来共同对其进行了技术改造。

    本装置的测量原理是基于在某一时间间隔t内,将天然气充入设计压力为4·5MPa、容积为3·42m3的不锈钢金属容器内,用气体流量专用三吨电子天平准确地称出天然气质量,对滞留在相关管道内的天然气质量,则采用PVTt法加以测量,与此同时,再测量出相应的充气时间,从而便可求得天然气的质量流量。

    该装置的主要用途是用于检校接近工作状态压力下的临界流喷嘴及其它气体流量计,以便统一全国相关流量计的量值。

    该装置的主要组成部分包括气体流量专用三吨电子天平、测量时间的计时系统及隔爆型光电编码器、快速换向截断阀组。此外,还有若干附属设备,如工艺管路阀门、压力变送器和温度变送器等等。

   2　本装置的主要技术指标

    工作压力:0·3~4·0MPa(表压)

    工作温度:常温

    气体流量:250~10000m3/h(标方)

    天然气相对密度:0·55~0·75

    相对扩展不确定度:0·05%(P=0·95)

    3　相关设备与技术要求

   3·1　气体流量专用电子天平

    鉴别力:1g;

    最大称量:3000kg;

    净称量范围:7~100kg;

   扩展不确定度不大于1g(P=0·95);

    与天平配套的标准砝码不低于F2级。

    3·2　时间测量仪器

    仪器的分辨力不大于1ms;

    充气时间不得少于30s;

    时间测量误差不超过±0·01%;

   不确定度≤7ms(在换向阀开关时间优于55ms的前提下)。

    3·3　快速换向截断阀组

    运动过程中不得有卡阻现象;

    切换时间宜在30~60ms内;

   运动过程中,各种检校压力下的泄漏量均应不 大于0·05g/min。

   4　扩展不确定度评定

    根据《测量不确定度评定与表示》(JJF1059-1999)中的规范化要求,并按一定顺序分述如下:

    4·1　数学模型

    众所周知,在进行任何测量之前,首先必须确定数学(测量)模型。根据质量流量的定义,其数学模型是: